一种测量超临界条件下苯酚吸附等温线方法

超临界吸附相平衡是超临界吸附／色谱分离过程设计的基础,通常,研究超临界吸附相平衡的实验不仅需要在高压下操作,而且需使用耐高压的检测器,本文提出一种测量超临界条件下吸附相平衡关系的“扩容减压吸收法”方法,它不需要耐高压检测器,以“苯酚－活性炭－超临界二氧化碳流体”为体系,测定了苯酚在活性炭－超临界二氧化碳流体之间的吸附相平衡关系,测定了苯酚在两种活性炭上的超临界吸附等温线,比较了苯酚在超临界条件和常     

超临界甲烷在高表面活性炭上的吸附测量及其理论分析

实验测定了0～10 MPa,233～333 K (20 K间隔)范围内超临界甲烷在高表面活性炭上的吸/脱附等温线,确定了此物理吸附过程的可逆性,并从实验数据计算出吸附热为16.5 kJ/mol.　建立了描述具有最大点的吸附等温线模型,其总体偏差为±2%.　模型保持了特征吸附能恒定的性质,方程指数亦反映了吸附剂的微孔分布特征,模型参数给出了超临界甲烷的吸附相密度.　将超临界吸附极限态引入等温线模型中,经典的吸附理论亦可解释超临界吸附现象.     

应用吸附势理论研究氢在沸石上的超临界吸附

针对吸附势理论描述气体超临界吸附所面临的问题, 采用经验方法求取了临界温度以上且较宽的压力范围内氢在微孔沸石上吸附的虚拟饱和蒸汽压和该吸附体系的亲合势系数茁i,j, 并通过对ln(W/W0)与(着i,j/茁i,j) (W,W0分别为吸附相体积及吸附剂的饱和吸附容量, 着i,j为吸附势)的相关性分析得到了一般吸附函数的表达式. 研究结果表明, 茁i,j与吸附热qi,j具有线性关系, 因此可将吸附热作为一般吸附函数的参数应用于吸附势理论的研究. 利用一般吸附函数对本实验条件下的吸附数据的拟合分析证实该函数可较好地表述氢在微孔沸石上的超临界吸附.     

超临界二氧化碳中聚氨酯对小分子的吸附作用

研究了超临界ＣＯ２中聚氨酯对乙醇、麝香草酚和β－苯乙醇等小分子的吸附作用,观测了超临界ＣＯ２的温度、压力、吸附时间和聚氨酯厚度对小分子吸附量的影响以及小分子在聚氨酯中的释放规律,并探讨了小分子的渗透机理。     

超临界氮气对聚苯乙烯微观形态的影响——喷泉效应与层状结构的形成

当流体的温度和压力处于它的临界温度和临界压力以上时,称该流体处于超临界状态,为超临界流体.超临界流体表现出许多不同于一般气体和液体的特性,如溶质在超临界流体中的溶解度可较同温常压下溶质在同种气体中的溶解度大很多,超临界流体密度与液体的密度相近,其粘度却比液体小近百倍,导热系数比常压气体大得多等.由于超临界流体具有这些不同寻常的特性,因而以超临界萃取为代表的超临界流体已有广泛的工业应用.近年来超临界流体在聚合物加工中的应用逐渐受到重视,如超临界分级、造粒、气体辅助注塑成型、发泡成型等[1～3].     

超临界流体中CO和H2吸附过程的Monte Carlo模拟

利用Monte Carlo (MC) 方法,研究了一氧化碳和氢气在不同密度正己烷中的等温吸附情况.模型考虑了正己烷密度对一氧化碳和氢气在催化剂表面吸附量与吸附速率的影响.结果表明,主要有三个因素会影响溶质的吸附量:当溶剂密度低于其临界密度时,体系压力是影响溶质吸附量的主要因素；当体系处于超临界区时,超临界溶剂的溶解能力以及溶质和溶剂之间的竞争吸附是影响溶质吸附量的主要因素.在一定范围内增加溶剂的密度（压力）可以提高溶质在催化剂表面的吸附速率.     

述评超临界温度气体在多孔固体上的物理吸附

本文简要述评超临界温度条件下气体在多孔固体上物理吸附平衡问题提出的背景, 工程应用, 及其理论基础方面存在的问题。     

超临界二氧化碳中不同聚合物吸附小分子的比较

研究了超临界二氧化碳中聚氨酯,乙烯醋酸乙烯共聚物和低密度聚乙烯等3种聚合物对几种小分子的吸附作用,观测了吸附小分子后的聚合物的形态变化以及无水乙醇和乙酸乙酯在这3种聚合物中的解吸,实验表明低密度聚乙烯吸附能力较差,不适作吸附的基体材料,而聚氨酯,乙烯醋酸乙烯共聚物吸附小分子能力较强。小分子在聚合物中按时间的自然指数形式递减规律解吸,解吸扩散系数数量级达10-7cm2/s。     

超临界流体沉积技术在纳米复合材料制备中的应用*

本文综述了超临界流体沉积法在纳米复合材料制备领域的进展,介绍了利用超临界流体的溶剂化特性、表面张力为零、性质随压力与温度的变化敏感等性质,制备高质量的纳米粒子、薄膜及多孔纳米材料,讨论了超临界流体沉积过程中的吸附、热力学平衡及扩散动力学等问题,总结了不同学者对该方法制备复合材料的机理研究,认为超临界流体沉积法是制备纳米复合材料的有效方法。最后,对深入开展此项研究工作需要努力的方向和解决的关键问题提出了建议。     

甲烷在石墨化热解碳黑和活性炭上的吸附

为研究影响碳基吸附剂吸附超临界温度气体的主要因素,选择石墨化热解碳黑BP280和Ajax活性炭,分析超临界温度高压甲烷在其上的吸附平衡。应用容积法,在压力0~20.5 MPa、温度253 K~313 K测定甲烷的吸附平衡数据,并由等量吸附线标绘和亨利定律常数确定等量吸附热。引入通用吸附等温方程,再由方程的Langmuir标绘确定最大吸附容量,进而通过方程的线性化计算吸附平衡态中甲烷分子的作用能。结果表明,甲烷在两种吸附剂上的最大吸附容量均随温度而变化,并都小于液态甲烷的密度;甲烷在碳黑和活性炭上的等量吸附热分别为11.9 kJ/mol~12.5 kJ/mol和17.5 kJ/mol~22.5 kJ/mol,体现了两种吸附剂不同的表面能量分布;甲烷分子间作用能随吸附量的变化特点反映了超临界温度甲烷以类似于压缩气体状态聚集的特点和吸附剂结构上的差异。碳基吸附剂的比表面积和微孔容积是影响其储存甲烷容量的重要因素。     

氢在沸石上的吸附行为

应用基于Ono-Kondo格子理论得到的通用吸附等温方程, 通过分析氢在不同温度下, 在沸石NaX、CaA、NaA和ZSM-5上的吸附数据, 确定了氢的最大单层吸附容量. 并引入维里吸附方程, 由第二维里吸附系数和圆柱孔的Lennard-Jones(12-6)势模型计算了氢与沸石微孔壁面的作用势. 结果表明, 通用吸附等温方程可较好地描述氢在沸石上的超临界吸附行为, 拟合所得的氢在沸石上的最大单层吸附容量与吸附剂相关, 而与吸附温度无关. 圆柱孔作用势模型计算所得的氢分子在沸石上的吸附作用势与吸附热相近. 氢分子间的作用力表现为吸引力.     

氢同位素吸附容量与吸附剂比表面积的关系

采用容积法测量了77 K下氢气与氘气在不同微孔与介孔分子筛吸附剂上的吸附容量与比表面积. 结果表明, 同类吸附剂上氢同位素的吸附容量与其比表面积之间存在较好的线性关系, 这有力地证明了超临界温度下氢同位素吸附遵循单分子层吸附机理. 在相同的温度、压力和比表面积条件下, 氢同位素气体在微孔分子筛上的吸附容量比介孔分子筛上的大, 这是由于在吸附剂微孔内吸附势场叠加所致, 并通过构建的吸附势模型, 较好地解释了该实验结果.     

超临界条件下甲烷在纳米活性炭表面的吸附机理

在273-373 K、0-10 MPa范围内测量了甲烷在纳米活性炭表面的吸附等温线和等量吸附热. 结果发现, 在实验涉及的温度范围内, 吸附平衡特性在低压下能够很好地遵循Dubinin-Astakhov (DA)微孔填充模型, 但是当压力超过特定范围时, 吸附等温线及等量吸附热测量数据都与DA模型计算结果发生了偏离, 吸附行为更接近单层定位吸附.文中参照Cerofolini对亚单层吸附提出的Freundlich-Dubinin-Radushkevich (FDR)混合模型, 对纳米活性炭在较高压力条件下的吸附使用通用Freundlich (GF)模型进行了修正, 从而提出了一种分段模型GFDA. 根据GFDA模型对甲烷在广泛的压力范围内在纳米活性炭表面的吸附机理进行了完整的解释, 并对纳米活性炭表面的能量非均匀性进行了分析.     

Ono–Kondo lattice model for high-pressure adsorption: Pure gases

Theoretical models for adsorption behavior are needed to develop optimal strategies for enhanced coalbed methane (CBM) recovery operations. Although several frameworks are available for describing this adsorption phenomenon, the Ono–Kondo (OK) lattice model offers several practical advantages in modeling supercritical, high-pressure adsorption systems.     

Mechanism of Methane's Adsorption on Nanometer Active Carbon at Supercritical State

Isosteric heats and adsorption isotherms of methane on nanometer active carbon were measured at supercritical temperature (273-373 K) and pressure from 0 to 10 MPa. The measured data agreed well with Dubinin-Astakhov (DA) model at lower pressure but failed when pressure exceeded a special range. General Freundlich (GF) equation was used to modify the DA equation at high pressure and thus formed a combined bisection model GFDA. The adsorption mechanism of methane on nanometer active carbon was raised according to GFDA model and the heterogeneous energy distribution of the adsorbent was analyzed.     

超临界甲烷在纳米材料中最适吸附压力的确定

用巨正则Monte Carlo (GCMC)方法模拟了超临界甲烷在层柱纳米材料中的吸附.模拟中,层柱纳米材料采用了柱子均匀分布在层板间的模型, 非极性分子甲烷采用Lennard Jones分子模型, 层板墙采用Steele的10 4 3模型, 流体分子与柱子的相互作用采用点 点 (site to site) 的方法计算.得到了甲烷的随着压力先增大后减小的超额吸附等温线.在T=207.3 K时,1.02、1.70和2.38 nm孔宽对应的最适操作压力 (即对应于最大吸附量时的操作压力) 分别为2.4、3.1和3.7 MPa.然而,在T=237.0 K时,1.02、1.70和2.38 nm孔宽对应的最适操作压力分别为2.9、3.6和4.9 MPa,分别比T=207.3 K时相同孔宽下对应的最适操作压力至少高0.5 MPa. 模拟结果表明, GCMC方法是研究材料吸附性能的一种强有力的工具.